Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận Để đánh giá các giống sắn cần dựa vào các đặc điểm sinh trưởng và phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất: số lượng củ/gốc; chiều cao cây; tổng số lá; tuổi thọ trung bình của lá; khả năng phân cành, chỉ số diện tích lá, tỷ lệ chất khô, chỉ số thu hoạch, năng suất củ khô, năng suất sinh học, năng suất tinh bột. trong đó năng suất sinh học, chỉ số thu hoạch được coi là chỉ tiêu chính để chọn lọc.
Sắn là loại cây trồng có khả năng thích ứng rộng, song việc chọn lọc được một số giống sắn mới có khả năng cho năng suất cao ở tất cả các vùng sinh thái nông nghiệp quả là một vấn đề khó khăn. Do yếu tố môi trường thay đổi đã tạo nên sự tương tác gen với môi trường, trong đó tính trạng năng suất củ tươi dưới tác động của môi trường khác nhau (khí hậu, đất đai, điều kiện canh tác.) thì năng suất củ tươi sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Nên việc đánh giá năng suất của các dòng ưu tú vào các giai đoạn cuối của chọn lọc là cơ hội để xác định được giống thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất. Cơ sở thực tiễn Huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc là một huyện trung du miền núi với tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 6.270,70 ha, trong đó; diện tích cây sắn là 580 ha, năng suất là 14,70 tấn/ha, sản lượng 8.
Cây Sắn là một trong những loài cây lương thực dễ trồng, có khả năng thích ứng với những vùng đất nghèo, không có yêu cầu cao về điều kiện sinh thái, phân bón, chăm sóc và đã được người dân ở xã Cao Phong, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc trồng từ rất lâu và trở thành cây lương thực, thực phẩm quan trọng đối với thu nhập, đời sống nhân dân. 4 Năng suất cũng như sản lượng sắn ở một số nơi cũng như huyện Sông Lô tỉnh Vĩnh Phúc còn chưa cao, thấp hơn năng suất bình quân chung của cả nước, một mặt do người dân chưa quan tâm, đầu tư thâm canh cũng như vẫn sử dụng những giống địa phương truyền thống nhất có tiềm năng, năng suất và chất lượng thấp như: giống sắn lá tre, giống sắn xanh Vĩnh Phú. Do vậy để nâng cao đời sống, thu nhập cho người nông dân, phục vụ cho chiến lược phát triển sắn bền vững ở huyện Sông Lô tỉnh Vĩnh Phúc rất cần có một số giống sắn mới có năng suất cao, chất lượng tốt thay thế cho các giống địa phương. NGUỒN GỐC, SỰ PHÂN BỐ CỦA CÂY SẮN 1.
Nguồn gốc Cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng chứng minh về nguồn gốc phát sinh của cây sắn. Một số công trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có 4 Trung tâm phát sinh chính đó là Braxin có 2 Trung tâm còn lại là Mexico và Bolivia. Sắn đã được trồng cách đây khoảng 3. Cây sắn được du nhập vào châu Á khoảng giữa thế kỷ XVII theo 2 con đường: Thứ nhất là vào Srilanca năm 1876 rồi sang ấn Độ năm 1794 sau đó sang Trung Quốc, Myanmar và một số nước châu Á khác.
Thứ hai là từ châu Mỹ la tinh đưa vào Philippin bởi thực dân Tây Ban Nha sau đó đem trồng ở Inđônesia và một số nước châu Á khác. Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng giữa thế kỷ 18 (Phạm Văn Biên, 1991) [1], đến nay cây sắn đã trở thành một trong năm loại cây lương thực quan trọng nhất. Năm 2013, diện tích trồng sắn tại Việt Nam là 544,1 ngàn ha với sản lượng đạt 9,7 triệu tấn (Tổng cục thống kê 2013) [11]. Sự phân bố Trên thế giới, sắn được trồng rộng rãi ở 300 Vĩ Bắc đến 300 Vĩ Nam và được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là châu Phi, châu Mỹ và châu Á (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [9]; Ở Việt Nam cây sắn được trồng tập trung nhiều nhất ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc, vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung, vùng Tây Nguyên và vùng Đông Nam bộ.
GIÁ TRỊ CỦA CÂY SẮN Sắn là một cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc. Sắn củ tươi giàu tinh bột, chứa nhiều gluxit khó tiêu, nghèo các chất béo, muối khoáng, vitamin và đạm.1: Thành phần hoá học trong củ sắn tươi Thành phần Hàm lượng Tỷ lệ chất khô (%) 30- 40 Hàm lượng tinh bột (%) 27-36 Đường tổng số (% FW) 0,5- 2,5 Đạm tổng số (%FW) 0,5- 2,0 Chất xơ (%FW) 1,0 Chất béo (%FW) 0,5 Chất khoáng (%FW) 0,5- 1,5 Vitamin A (mg/100gFW) 17 Vitamin C (mg/100gFW) 50 Năng lượng (KJ/100g) 607 Amylose (%) 15-29 Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995[16]. 6 - Củ sắn tươi: Phần ăn được có tỷ lệ chất khô 30-40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27- 36%, đường tổng số 0,5-2,5% (trong đó saccarose 71%, glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5-2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5-1,5 %, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin C khoảng 50 mg/100g,năng lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng là Cyanogenes, tỷ lệ trích tinh bột 22-25 %, kích thước hạt bột 5- 50 micron, amylose 15-29 %, độ dính tối đa 700- 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49- 73 OC (Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995) [16]. - Sắn lát khô: Thường có hai loại, sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ.
Sắn lát khô có vỏ bao gồm; vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ. Sắn lát khô không vỏ chỉ bao gồm thịt sắn và lõi sắn. Số liệu phân chất về sắn lát khô không vỏ của Việt Nam bình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25%. Sắn lát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%, khoáng tổng số 2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50% - Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: Bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%, dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11% (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996)[16].
Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột sắn quan sát trên kính hiển vi điện tử quét SEM có kích thước 5 - 40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin vàphân tử lượng trung bình cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gen cao Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên, 2005)[16] - Lá sắn: Lá sắn có hàm lượng đạm khá cao (20-25% trọng lượng chất khô) với nhiều chất bột, chất khoáng và vitamin. Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin.
Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng độc tố [HCN] đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/1kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160- 240 mg HCN/1kg lá tươi. Lá sắn ngọt là một loại rau bổ dưỡng có chứa nhiều 7 chất đạm, canxi, caroten, vitamin B1, C.
nhưng cần chú ý để làm giảm hàm lượng HCN. Lá sắn đắng không nên luộc ăn mà nên muối dưa hoặc phơi khô để làm bột lá sắn phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn lại không đáng kể. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ SẮN 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới Hiện nay, cây sắn được trồng tại trên 100 nước nhiệt đới trên toàn thế giới với quy mô canh tác, năng suất, sản lượng rất khác nhau và được tập trung ở một số châu lục như sau: - Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới giai đoạn 2003 - 2013 DiÖn tÝch N¨ng suÊt S¶n l−îng N¨m ( triÖu ha) ( TÊn/ha) (TriÖu tÊn) 2003 17,59 10,79 189,99 2004 18,51 10,94 202.64 2005 18,69 10,87 203,34 2006 20,50 10,90 224,00 2007 18,39 12,16 223,75 2008 21,94 12,87 238,45 2009 18,83 12,47 235,04 2010 18,56 12,40 230,26 2011 19,64 12,83 252,20 2012 20,66 12,88 262,58 2013 20,73 13,35 276,72 (Nguồn : FAOSTAT, 2014) [11] 8 Qua số liệu bảng 1.2 ta thấy từ năm 2003 đến năm 2013 diện tích, năng suất cũng như sản lượng sắn trên thế giới đã tăng lên đáng kể, cụ thể: + Năm 2003 diện tích mới chỉ có 17,59 triệu ha, năng suất là 10,79 tấn/ha và sản lượng đạt 189,99 triệu tấn + Năm 2013 diện tích đã tăng lên 20,73 triệu ha, năng suất đạt 13,35 tấn/ha và sản lượng đạt 276,72 triệu tấn.
Diện tích trồng sắn trên toàn thế giới năm 2013 tăng 17,85% (3,14 triệu ha), năng suất tăng 23,73% (2,56 tấn/ha) và sản lượng tăng 45,65% (86,73 triệu tấn) so với năm 2003. - Trên thế giới sắn chủ yếu được trồng ở 3 châu lục là châu Phi, Châu Mỹ, châu Á. Trong đó: Năm 2013 châu Phí có diện sắn và sản lượng sắn nhiều nhất với diện tích là 14,18 triệu ha, sản lượng đạt 157,99 triệu tấn; sau đó là châu Á có diện tích là 4,18 triệu ha và sản lượng đạt 88,22 triệu tấn; tiếp đến châu Mỹ diện tích 2,35 triệu ha và sản lượng 30,25 triệu tấn.3) Theo Viện Nghiên cứu chiến lược Lương thực Quốc tế và Trung tâm Khoai tây Quốc tế đã tính toán nhiều mặt và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020 (Trần Ngọc Ngoạn, 2007)[9]. Năm 2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển khoảng 0,40 triệu tấn.
Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn, các nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn. Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95%. Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu về nhu cầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn.